專利名稱：一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的基本功能是維持用電負(fù)荷和發(fā)電功率的平衡，我國用電負(fù)荷波動劇烈，其“峰谷比”是西方國家的5-10倍；此外我國電網(wǎng)的儲能功能嚴(yán)重不足，這使我國電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)組必須頻繁且大幅調(diào)整發(fā)電功率，以適應(yīng)用電負(fù)荷的大幅波動，保障供電品質(zhì)。目前我國絕大多數(shù)的供電負(fù)荷調(diào)整都依靠火電機(jī)組來完成，因此火電機(jī)組的功率調(diào)整幅度和速度對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和供電品質(zhì)都具有重要的影響，也因此火電機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)需滿足電網(wǎng)的有關(guān)規(guī)定和要求。目前火電機(jī)組的功率調(diào)節(jié)主要依靠安裝于汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽位置的高壓調(diào)節(jié)閥開度和用于給汽輪機(jī)供汽的鍋爐出口新蒸汽壓力的變化來實(shí)現(xiàn)。鍋爐出口新蒸汽壓力的升高或高壓調(diào)節(jié)閥開度的增大都可以提高汽輪機(jī)的輸出扭矩，從而帶動同步發(fā)電機(jī)輸出更多的電功率。反之，降低鍋爐出口新蒸汽壓力或者關(guān)小高壓調(diào)節(jié)閥都可以降低汽輪機(jī)的輸出扭矩，從而降低其帶動的同步發(fā)電機(jī)輸出的電功率。其中，鍋爐新蒸汽壓力的變化速度受火電機(jī)組巨大的鍋爐慣性影響，無法滿足電網(wǎng)對發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率(簡稱調(diào)頻)和自動發(fā)電控制(簡稱AGC)的要求，因此，實(shí)際運(yùn)行中，火電機(jī)組主要依靠高壓調(diào)節(jié)閥的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率快速調(diào)節(jié)以滿足電網(wǎng)的需求。然而，為了保留進(jìn)一步增大輸出功率的潛力，高壓調(diào)節(jié)閥不能完全打開，只能部分開啟，存在一定的節(jié)流損失。對于高壓調(diào)節(jié)閥數(shù)量較少或原有設(shè)計(jì)為只能以節(jié)流方式運(yùn)行的火電機(jī)組來說難以避免地造成可觀的經(jīng)濟(jì)損失。為了避免高壓調(diào)節(jié)閥不能完全開啟所帶來的節(jié)流損失，工程和科研人員提出了一些方案，通過控制電廠汽水回路中的其它設(shè)備來輔助發(fā)電機(jī)組功率的快速調(diào)節(jié)，按其原理可分為三種。方案一通過冷凝水節(jié)流或凝結(jié)水泵變轉(zhuǎn)速在短時(shí)間內(nèi)改變汽輪機(jī)低壓缸輸出功率；方案二 通過再熱器減溫水噴水量的變化來增大或減少汽輪機(jī)中、低壓缸的功率； 方案三通過在回?zé)岢闅馄鞯某槠艿郎习惭b調(diào)節(jié)閥，強(qiáng)行調(diào)整用于回?zé)岢槠恼羝浚淖冊谄啓C(jī)內(nèi)做功的蒸汽流量來改變汽輪機(jī)的功率。這三種方法都具備在一定條件下避免高壓調(diào)節(jié)閥的節(jié)流，輔助發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)需要時(shí)完成功率快速調(diào)節(jié)的能力，但其不足也都是十分明顯的。方案一在改變凝結(jié)水流量的時(shí)候不可避免地破壞了汽水回路的流量平衡，造成凝汽器熱井水位和除氧器水位的變化， 這兩個(gè)設(shè)備的水位對保障機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，該方案僅能有限使用，難以保障多次調(diào)節(jié)后機(jī)組的安全和穩(wěn)定；方案二中的再熱器減溫水主要用于再熱器出口汽溫的調(diào)節(jié)， 其參與功率調(diào)節(jié)時(shí)對再熱器出口蒸汽溫度水平具有比較苛刻的要求，否則其噴水流量變化很容易引起再熱器超溫或溫度大幅波動，對發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備造成損害，因此在實(shí)際運(yùn)行中難以采用；方案三在回?zé)崞鞒槠艿郎显O(shè)置調(diào)節(jié)閥，在需增大機(jī)組功率時(shí)強(qiáng)制減少回?zé)岢槠?，使這部分蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，但同時(shí)回?zé)岢槠康臏p少，對回?zé)崞髟斐煞浅４蟮?br> 3擾動，可引起其內(nèi)部壓力和溫度的大幅變化，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出回?zé)崞髟O(shè)備安全運(yùn)行的設(shè)計(jì)要求，威脅回?zé)崞鞯陌踩?，?yán)重降低回?zé)崞鞯膲勖?br>
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，本發(fā)明能夠在保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，避免不必要的損失，滿足電網(wǎng)對機(jī)組功率調(diào)節(jié)速度的要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組功率的快速調(diào)節(jié)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括分散控制系統(tǒng)14，還包括和分散控制系統(tǒng)14通過雙向接口 13相連接的PLC控制單元12，以及和PLC控制單元12相通信連接的低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。所述低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括低壓給水加熱器旁通管道10，和低壓給水加熱器旁通管道10相并聯(lián)的多個(gè)低壓給水加熱器7，低壓給水加熱器旁通管道10兩端各通過一個(gè)三通閥與主凝結(jié)給水管道11連接，主凝結(jié)給水管道11同時(shí)通過低壓給水加熱器7和除氧器相連通，低壓給水加熱器旁通管道10靠近上游端還安裝有可快速動作的旁通調(diào)節(jié)閥2，旁通調(diào)節(jié)閥2和PLC控制單元12相通信連接，PLC控制單元12控制旁通調(diào)節(jié)閥 2的開度，旁通調(diào)節(jié)閥2的開度控制低壓給水加熱器旁通管道10的凝結(jié)水流量，從汽輪機(jī)3 引出的一個(gè)以上抽汽管道8和低壓給水加熱器7相連通。所述多個(gè)低壓給水加熱器7為I至4個(gè)。所述旁通調(diào)節(jié)閥2為氣動或液動調(diào)節(jié)閥。所述PLC控制單元12包括第一無差控制器16和第二無差控制器17，其中第二無差控制器17的輸入信號為發(fā)電功率和功率需求的偏差，而第一無差控制器16的輸入信號由三部分組成，包括功率需求和發(fā)電功率的偏差、旁通調(diào)節(jié)閥2開度與最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)0%開度之間的偏差和高壓調(diào)節(jié)閥I開度與最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)100%之間的偏差，第二無差控制器17通過控制高壓調(diào)節(jié)閥I和旁通調(diào)節(jié)閥2的開度實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率的快速調(diào)節(jié)，第一無差控制器16 通過燃料量指令的調(diào)節(jié)，在發(fā)電功率和功率需求出現(xiàn)偏差的第一時(shí)間改變對應(yīng)的燃料量指令，并在發(fā)電功率滿足功率需求時(shí)繼續(xù)調(diào)整燃料量的供給直至旁通調(diào)節(jié)閥2和高壓調(diào)節(jié)閥 I都處于最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)方法，當(dāng)需要快速增加負(fù)荷時(shí)，PLC控制單元12開大旁通調(diào)節(jié)閥2，使一部分凝結(jié)水不通過低壓給水加熱器7吸收來自抽汽管道8 的蒸汽熱能而直接通過低壓給水加熱器旁通管道10流入除氧器；當(dāng)需要快速減少負(fù)荷時(shí)， PLC控制單元12通過分布式控制系統(tǒng)14關(guān)小全開的高壓調(diào)節(jié)閥1，減少進(jìn)入汽輪機(jī)3的高壓蒸汽量，降低機(jī)組的輸出功率。通過PLC控制單元12協(xié)調(diào)負(fù)荷增減的控制手段動作，并保障在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)機(jī)組達(dá)到最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，即高壓調(diào)節(jié)閥I處于全開無節(jié)流狀態(tài)，旁通調(diào)節(jié)閥2處于全關(guān)無旁路流量狀態(tài)。與現(xiàn)有同類系統(tǒng)或技術(shù)相比該節(jié)能型火電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有如下優(yōu)
I、該系統(tǒng)調(diào)節(jié)的過程中總的給水流量不發(fā)生明顯變化，來自主凝結(jié)給水管道11 的給水全部匯入除氧器，不會影響凝汽器熱井或除氧器的水位；2、在旁通調(diào)節(jié)閥2開關(guān)的過程中，低壓給水加熱器7中氣側(cè)的壓力和溫度變化緩慢且幅度很小，抽汽管道8中抽汽量的減少也是自然過程，沒有人為的強(qiáng)制截?cái)啵瑢υO(shè)備的影響較小，完全滿足低壓給水加熱器對溫度變化的要求；3、該節(jié)能型火電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)以低壓給水加熱器給水的旁路系統(tǒng)為基礎(chǔ)，綜合利用給水的熱容、除氧器水箱內(nèi)水的熱容和鍋爐的慣性，在短時(shí)間內(nèi)快速升高發(fā)電機(jī)組的功率，可持續(xù)性比現(xiàn)有其它同類系統(tǒng)和技術(shù)強(qiáng)，對系統(tǒng)擾動小。本發(fā)明調(diào)節(jié)方法，當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行工況高壓調(diào)節(jié)閥I全開，不存在節(jié)流損失；當(dāng)需要快速增加負(fù)荷時(shí)，開大旁通調(diào)節(jié)閥2，使一部分凝結(jié)水不通過低壓給水加熱器7吸收來自抽汽管道8的蒸汽熱能而直接通過低壓給水加熱器旁通管道10流入除氧器，這使得低壓給水加熱器7的壓力稍稍升高，大幅減少來自抽汽管道8的蒸汽量，而使這部分蒸汽留在汽輪機(jī) 3內(nèi)部繼續(xù)膨脹做功，增大機(jī)組輸出功率；當(dāng)需要快速減少負(fù)荷時(shí)，通過分布式控制系統(tǒng)14 關(guān)小全開的高壓調(diào)節(jié)閥1，減少進(jìn)入汽輪機(jī)的高壓蒸汽量，降低機(jī)組的輸出功率；在機(jī)組功率的調(diào)節(jié)過程中，高壓調(diào)節(jié)閥I和旁通調(diào)節(jié)閥2的開度在PLC控制單元的控制下不斷調(diào)整， 以保障機(jī)組輸出功率的快速變化，滿足電網(wǎng)的需求，PLC控制單元控制鍋爐供給燃料量隨發(fā)電功率與功率需求之間的偏差而變化，與此同時(shí)，在第一無差控制器16的作用下，鍋爐供給燃料量要滿足功率的平衡，保障在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)機(jī)組達(dá)到最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，即高壓調(diào)節(jié)閥I 處于全開無節(jié)流狀態(tài)，旁通調(diào)節(jié)閥2處于全關(guān)無旁路流量狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組功率的快速調(diào)節(jié)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)實(shí)現(xiàn)。


圖I是本發(fā)明一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中核心PLC控制單元的控制原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。如圖I所示，本發(fā)明一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括電站鍋爐 15，電站鍋爐15的燃燒將供給的燃料(煤或油)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，并將熱能傳遞給液態(tài)的鍋爐給水，使其蒸發(fā)變成高溫高壓的氣態(tài)主蒸汽，主蒸汽通過電站鍋爐15上端的高壓調(diào)節(jié)閥I進(jìn)入汽輪機(jī)3內(nèi)，汽輪機(jī)3通過聯(lián)軸器5與同步發(fā)電機(jī)6相連，高壓調(diào)節(jié)閥I和分布式控制系統(tǒng)14的一端相通信連接，分布式控制系統(tǒng)14的另一端和電站鍋爐15相通信連接，從汽輪機(jī)3下端引出一個(gè)以上抽汽管道8通過低壓給水加熱器7分別和疏水管道9相連通，本發(fā)明系統(tǒng)還包括和分布式控制系統(tǒng)14通過雙向接口 13相連接的PLC控制單元12， 以及和PLC控制單元12相通信連接的低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括低壓給水加熱器旁通管道10，和低壓給水加熱器旁通管道10相并聯(lián)的多個(gè)低壓給水加熱器7，本實(shí)施例低壓給水加熱器7為I至4個(gè)，低壓給水加熱器旁通管道10兩端各通過一個(gè)三通閥與主凝結(jié)給水管道11連接，主凝結(jié)給水管道11同時(shí)通過低壓給水加熱器7和除氧器相連通，低壓給水加熱器旁通管道10靠近上游端還安裝有可快速動作的旁通調(diào)節(jié)閥2，旁通調(diào)節(jié)閥2和PLC控制單元12相通信連接，PLC控制單元12控制旁通調(diào)節(jié)閥2的開度，旁通調(diào)節(jié)閥2的開度控制低壓給水加熱器旁通管道10的給水流量，PLC 控制單元12還通過雙向接口 13，經(jīng)電廠分布式控制系統(tǒng)14間接控制電站鍋爐15的燃料供給系統(tǒng)、高壓調(diào)節(jié)閥I的開度和其它相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行調(diào)節(jié)。如圖2所示，為本發(fā)明一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中PLC控制單元的控制原理圖，PLC控制單元12包括第一無差控制器16和第二無差控制器17，其中第二無差控制器17的輸入信號為發(fā)電功率和功率需求的偏差，而第一無差控制器16的輸入信號由三部分組成，包括功率需求和發(fā)電功率的偏差、旁通調(diào)節(jié)閥開度與最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)0%開度之間的偏差和高壓調(diào)節(jié)閥開度與最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)100%之間的偏差，第二無差控制器17通過控制高壓調(diào)節(jié)閥I和旁通調(diào)節(jié)閥2的開度實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率的快速調(diào)節(jié)，控制目標(biāo)為消除發(fā)電功率與給定功率需求之間的偏差；第一無差控制器16通過燃料量指令的調(diào)節(jié)，在發(fā)電功率和功率需求出現(xiàn)偏差的第一時(shí)間改變對應(yīng)的燃料量指令，并在發(fā)電功率滿足功率需求時(shí)繼續(xù)調(diào)整燃料量的供給直至旁通調(diào)節(jié)閥2和高壓調(diào)節(jié)閥I都處于最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，第一無差控制器16的控制目標(biāo)是發(fā)電功率與功率需求之間的偏差為零、旁通調(diào)節(jié)閥全關(guān)且高壓調(diào)節(jié)閥全開。根據(jù)圖2所示的控制邏輯，只要發(fā)電功率與給定的功率需求信號不匹配，兩個(gè)無差控制器都會調(diào)節(jié)各自控制指令，協(xié)調(diào)燃料供給的緩慢作用和旁通調(diào)節(jié)閥及高壓調(diào)節(jié)閥的快速作用，實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率等于功率需求的給定。當(dāng)發(fā)電功率與功率需求之間的偏差為零后， 第二無差控制器17將停止調(diào)節(jié)動作。此時(shí)，如果高壓調(diào)節(jié)閥I不處于全開狀態(tài)或者旁通調(diào)節(jié)閥2不處于全關(guān)狀態(tài)，則第一無差控制器16的輸入仍然不為零，會持續(xù)輸出變化的燃料量指令，改變鍋爐15和汽輪機(jī)3的出力，從而改變發(fā)電功率，促使第二無差控制器17在保障發(fā)電功率等于功率需求的前提下不斷調(diào)整高壓調(diào)節(jié)閥I和旁通調(diào)節(jié)閥2的開度至第一無差控制器16的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)為止，兩控制器輸入均為零，輸出信號不再發(fā)生變化，直至功率需求再次發(fā)生變化。本發(fā)明的工作原理為正常運(yùn)行條件下，高壓調(diào)節(jié)閥I處于全開即100%開度狀態(tài)，旁通調(diào)節(jié)閥2處于全關(guān)即0%狀態(tài)，此時(shí)整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)處于最佳經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)，依靠燃料量的供給調(diào)整合適的主蒸汽壓力滿足發(fā)電機(jī)組輸出功率等于所需的功率。當(dāng)所需的功率降低時(shí)，PLC控制單元12通過雙向接口 13經(jīng)電廠分布式控制系統(tǒng)14間接控制全開的高壓調(diào)節(jié)閥I迅速關(guān)小，以快速降低進(jìn)入汽輪機(jī)3的高能蒸汽量，減少汽輪機(jī)3的功率，進(jìn)而減少汽輪機(jī)3帶動的同步發(fā)電機(jī)6的發(fā)電功率，以滿足更低的發(fā)電功率需求；當(dāng)系統(tǒng)需要更大的功率時(shí)，全開的高壓調(diào)節(jié)閥I已不能通過繼續(xù)開大來增加汽輪機(jī)的功率，該節(jié)能型火電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的PLC控制單元12控制旁通調(diào)節(jié)閥2開大，使一部分冷凝給水不通過旁路中的各低壓給水加熱器7而直接進(jìn)入除氧器，這樣，流過旁路低壓給水加熱器7的給水流量得以減少，來自抽氣管道8的高溫蒸汽在低壓給水加熱器7中冷凝，并將釋放出來的熱量傳遞給來自主凝結(jié)給水管道11的給水，給水量的迅速減少，使給水帶走的熱量也大幅降低，這樣原本來自抽氣管道8的蒸汽不能完全冷凝而使低壓加熱器7中氣側(cè)的壓力升高， 抽汽管道8中的抽氣量也相應(yīng)減少，更多的蒸汽得以進(jìn)入汽輪機(jī)3進(jìn)一步做功，使汽輪機(jī)3 的輸出功率顯著增大，通過聯(lián)軸器5，帶動同步發(fā)電機(jī)6發(fā)出更多的電能。這樣通過旁通調(diào)節(jié)閥2的開大，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組功率的快速升高。當(dāng)需求功率突然減小，第二無差控制器17的輸入為負(fù)，輸出減小的控制指令，此時(shí)高壓調(diào)節(jié)閥處于100%開度，可以關(guān)小，因此輸出關(guān)小高壓調(diào)節(jié)閥I的控制指令，減小高壓調(diào)節(jié)閥I的開度，降低進(jìn)入汽輪機(jī)3的高壓蒸汽流量，快速降低機(jī)組輸出功率；同時(shí)旁通調(diào)節(jié)閥控制回路也接收到減小的控制指令，但由于旁通調(diào)節(jié)閥在穩(wěn)態(tài)時(shí)開度為0%，其控制回路上的限幅環(huán)節(jié)阻止輸出更小的控制指令，因此旁通調(diào)節(jié)閥保持開度不變；當(dāng)功率需求突然增大，第二無差控制器17的輸入為正，輸出增大的控制指令，但由于高壓調(diào)節(jié)閥已處于100%開度，其限幅環(huán)節(jié)將自動屏蔽第二無差控制器17發(fā)出的開大指令，高壓調(diào)節(jié)閥開度指令不變化；同時(shí)低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)也接收到增大的控制指令，輸出控制信號，增大旁通調(diào)節(jié)閥2的開度，迅速增大機(jī)組輸出功率。如果發(fā)電功率達(dá)不到功率需求值，則繼續(xù)不斷開大旁通調(diào)節(jié)閥2，直至發(fā)電功率滿足功率需求。在機(jī)組功率的調(diào)節(jié)過程中，高壓調(diào)節(jié)閥I和旁通調(diào)節(jié)閥2的開度在PLC控制單元的控制下不斷調(diào)整，以保障機(jī)組輸出功率的快速變化，滿足電網(wǎng)的需求。PLC控制單元控制鍋爐供給燃料量隨發(fā)電功率與功率需求之間的偏差而變化，與此同時(shí)，在第一無差控制器 16的作用下，鍋爐供給燃料量不但要滿足功率的平衡，而且要調(diào)整到高壓調(diào)節(jié)閥得以全開且旁通調(diào)節(jié)閥得以全關(guān)，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電機(jī)組最大限度的節(jié)能。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括分布式控制系統(tǒng)(14)，其特征在于還包括和分布式控制系統(tǒng)(14)通過雙向接口(13)相連接的PLC控制單元(12)，以及和PLC控制單元(12)相通信連接的低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括低壓給水加熱器旁通管道(10)，和低壓給水加熱器旁通管道(10)相并聯(lián)的多個(gè)低壓給水加熱器(7)，低壓給水加熱器旁通管道(10)兩端各通過一個(gè)三通閥與主凝結(jié)給水管道(11)連接，主凝結(jié)給水管道(11)同時(shí)通過低壓給水加熱器(7)和除氧器相連通，低壓給水加熱器旁通管道(10)靠近上游端還安裝有可快速動作的旁通調(diào)節(jié)閥(2)，旁通調(diào)節(jié)閥 ⑵和PLC控制單元(12)相通信連接，PLC控制單元(12)控制旁通調(diào)節(jié)閥(2)的開度，旁通調(diào)節(jié)閥(2)的開度控制低壓給水加熱器旁通管道(10)的凝結(jié)水流量，從汽輪機(jī)(3)引出的一個(gè)以上抽汽管道(8)和低壓給水加熱器(7)相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)低壓給水加熱器(7)為I至 4個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述旁通調(diào)節(jié)閥(2)為氣動或液動調(diào)節(jié)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于所述PLC控制單元(12)，包括第一無差控制器(16)和第二無差控制器(17)，其中第二無差控制器(17)的輸入信號為發(fā)電功率和功率需求的偏差，而第一無差控制器(16)的輸入信號由三部分組成，包括功率需求和發(fā)電功率的偏差、旁通調(diào)節(jié)閥(2)開度與最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)0%開度之間的偏差和高壓調(diào)節(jié)閥(I) 開度與最經(jīng)濟(jì)目標(biāo)100%之間的偏差，第二無差控制器(17)通過控制高壓調(diào)節(jié)閥(I)和旁通調(diào)節(jié)閥(2)的開度實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率的快速調(diào)節(jié)，第一無差控制器(16)通過燃料量指令的調(diào)節(jié)，在發(fā)電功率和功率需求出現(xiàn)偏差的第一時(shí)間改變對應(yīng)的燃料量指令，并在發(fā)電功率滿足功率需求時(shí)繼續(xù)調(diào)整燃料量的供給直至旁通調(diào)節(jié)閥(2)和高壓調(diào)節(jié)閥(I)都處于最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于當(dāng)需要快速增加負(fù)荷時(shí)，PLC控制單元(12)開大旁通調(diào)節(jié)閥(2)，使一部分凝結(jié)水不通過低壓給水加熱器(7) 吸收來自抽汽管道(8)的蒸汽熱能而直接通過低壓給水加熱器旁通管道(10)流入除氧器； 當(dāng)需要快速減少負(fù)荷時(shí)，PLC控制單元(12)通過分布式控制系統(tǒng)(14)關(guān)小全開的高壓調(diào)節(jié)閥(I)，減少進(jìn)入汽輪機(jī)(3)的高壓蒸汽量，降低機(jī)組的輸出功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)節(jié)方法，其特征在于通過PLC控制單元(12)協(xié)調(diào)負(fù)荷增減的控制手段動作，并保障在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)機(jī)組達(dá)到最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，即高壓調(diào)節(jié)閥(I)處于全開無節(jié)流狀態(tài)，旁通調(diào)節(jié)閥(2)處于全關(guān)無旁路流量狀態(tài)。
全文摘要
一種節(jié)能型火力發(fā)電機(jī)組功率快速調(diào)節(jié)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括分布式控制系統(tǒng)，還包括和分布式控制系統(tǒng)通過雙向接口相連接的PLC控制單元，以及和PLC控制單元相通信連接的低壓加熱器凝結(jié)水旁路調(diào)節(jié)系統(tǒng)；該方法為當(dāng)需要快速增加負(fù)荷時(shí)，PLC控制單元開大旁通調(diào)節(jié)閥，當(dāng)需要快速減少負(fù)荷時(shí)，PLC控制單元通過分布式控制系統(tǒng)關(guān)小全開的高壓調(diào)節(jié)閥；本發(fā)明能夠在保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下，避免不必要的損失，滿足電網(wǎng)對機(jī)組功率調(diào)節(jié)速度的要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)火電機(jī)組功率的快速調(diào)節(jié)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
文檔編號F22D1/50GK102588938SQ20121003202
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者薛建中, 金國強(qiáng), 高林 申請人:西安熱工研究院有限公司